Neues ISS-Experiment soll Sauerstoff und Nahrung für Astronauten verbessern

Ein langer Weg ins Weltall

Auf der internationalen Raumstation ISS wird aktuell das Wachstum von Bakterien untersucht, die in der Lage sind, Sauerstoff und essbare Biomasse zu produzieren. Entwickelt wurde das Experiment von Mikrobiologen des belgischen Studiencentrums für Kernenergie (SCK-CEN) in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR).

DLR-Foto: Joachim Strenge (DLR-Mitarbeiter) simuliert die Experimente, die Astronauten später auf der ISS durchführen, im Biolab des DLR-Instituts für Raumfahrtmedizin. 

Die Versorgung von Astronauten mit frischen Lebensmitteln und Sauerstoff ist eine der wichtigsten Herausforderungen für bemannte Langzeitmissionen wie beispielsweise der Reise zum Planeten Mars.

Alles, was unter den Bedingungen der Schwerelosigkeit produziert werden kann, spart Platz, Gewicht und trägt auch zur Sicherheit von Weltraummissionen bei.

Eine Arbeitsgruppe um die belgische Biologin Dr. Natalie Leys sieht in dem Bakterium Arthrospira einen vielversprechenden Kandidaten für den Einsatz im Weltall.

Bei dem Experiment Arthrospira handelt es sich um ein mit Algen verwandtes Cyanobakterium, welches Sauerstoff und Biomasse produzieren kann. Das macht diese Bakterien interessant für Lebenserhaltungssysteme, da sie CO2 und Nitrat zu Sauerstoff und großen Mengen Biomasse umwandeln können.

Durch ihren hohen Gehalt an essentiellen Aminosäuren sind Cyanobakterien der Gattung Spirulina schon als Nahrungsergänzungsmittel auf der Erde bekannt.

Bevor Arthrospira auf dem Speiseplan der Astronauten steht, müssen jedoch umfangreiche Testreihen durchlaufen werden. Ein vorläufiger Höhepunkt sind dabei die Experimente im Biolab der ISS, die im Auftrag der ESA auf der Raumstation durchgeführt werden.

Quelle und Fortsetzung der Meldung hier: http://www.dlr.de/dlr/presse/desktopdefault.aspx/tabid-10172/213_read-25713


Ab 27. März 2015 ein Jahr im Universum: Zwillings-Astronaut mit „Bodenmodell“

Suche nach dem genetischen Fingerabdruck der Raumfahrt

Wenn Lander wie Philae ins All fliegen oder Instrumente wie der „Maulwurf“ HP3 für die Reise zum Mars vorbereitet werden, gibt es immer ein Bodenreferenzmodell. Ein Modell, mit dem die Wissenschaftler auf der Erde Tests  oder Vergleichsmessungen durchführen können.  Mark und Scott Kelly

Mit Mark und Scott Kelly gibt es nun zum ersten Mal ein menschliches Bodenreferenzmodell: Die beiden sind eineiige Zwillinge und während Scott am 27. März 2015 um 20.42 Uhr mitteleuropäischer Zeit für ein Jahr zur Internationalen Raumstation ISS reist, bleibt sein Bruder Mark auf dem Boden und dient als Vergleichsobjekt.

„Zum ersten Mal kann so auch untersucht werden, ob sich durch den langen Aufenthalt im All auch die Gene eines Menschen ändern“, sagt Prof. Rupert Gerzer vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Und auch die Auswirkungen unter anderem auf Kreislauf, Knochen, Muskeln und Augen sind bei Langzeitmissionen noch nicht ausreichend erforscht. „Die Ein-Jahres-Mission ist natürlich auch eine Vorbereitung für einen bemannten Flug zum Mars.“

Scott Kelly ist kein Neuling im All: Der 51-Jährige ist bereits drei Mal und für insgesamt mehr als 180 Tage ins All geflogen. Er installierte neue Instrumente am Hubble-Weltraumteleskop, flog mit dem Space Shuttle Endeavour und verbrachte ab Oktober 2010 als Kommandant 159 Tage in der Internationalen Raumstation ISS.

Jetzt verabschiedet er sich allerdings für ein ganzes Jahr von der Erde. Vor ihm taten dies bereits mehrere russische Astronauten: Waleri Poljakow blieb 437 Tage in der Schwerelosigkeit, Sergei Awdejew verbrachte 379 Tage in der MIR-Raumstation.  Scott Kelly

Doch nun stehen mehrere Premieren an – zum ersten Mal lebt und arbeitet ein Astronaut für solch einen langen Zeitraum auf der Internationalen Raumstation, zum ersten Mal verbringt ein amerikanischer NASA-Astronaut ein Jahr im All und zum ersten Mal gibt es einen Zwilling, der genetisch nahezu identisch ausgestattet ist.

Mark Kelly ist selbst Astronaut, flog bereits vier Mal ins All und brachte u.a. mit dem letzten Shuttle-Flug das Alpha Magnetic Spectrometer (AMS) zur ISS.

Auch ein russischer Kosmonaut, Mikhail Kornienko, wird gemeinsam mit Scott Kelly ein komplettes Jahr in der Internationalen Raumstation leben und forschen. 

„Aber mit Scott und Mark Kelly beginnt der Einstieg in die Forschung an genetischen Merkmalen“, sagt Prof. Rupert Gerzer, Leiter des DLR-Instituts für Luft- und Raumfahrtmedizin. „Die Wissenschaft sucht hier sozusagen nach dem genetischen Fingerabdruck der Raumfahrt.“  Expedition 43

Zusätzlich zu den mehreren hundert ISS-Experimenten hat die NASA insgesamt zehn Experimente ausgewählt, die sich ausschließlich mit dem Vergleich der beiden Zwillingsbrüder beschäftigen.

Veränderungen in verschiedenen Organen und in den Genomen der Zellen durch Faktoren wie Strahlung, Isolation und Schwerelosigkeit sowie Auswirkungen auf die Wahrnehmung oder das Treffen von Entscheidungen sollen u.a. an den Astronauten-Zwillingen erforscht werden.

„Der Aufenthalt im All hat insgesamt Auswirkungen auf das Herz-Kreislauf-System, das Immunsystem wird geschwächt, Muskeln und Knochen bauen ab“, zählt DLR-Raumfahrtmediziner Rupert Gerzer auf.

Das DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin erforscht unter anderem diese Auswirkungen: „Fast Zweidrittel der Astronauten entwickeln in der Schwerelosigkeit Sehstörungen.“  –  Die Ursache könnte eine Erhöhung des Hirndrucks sein, „doch das ist noch nicht erforscht.“

Die Internationale Raumstation befindet sich in rund 400 Kilometern Höhe, jederzeit kann ein erkrankter Astronaut im Notfall zur Erde zurückkehren, bei einem mehr als 200 Tage langen Flug zum Mars ist die schnelle Rückkehr ausgeschlossen: „Bei Langzeitmissionen dürfen Probleme beispielsweise mit dem Augen- und Hirndruck gar nicht erst auftreten.“

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Fotoquelle: NASA

 


„Verfressene“ Miesmuschel-Zellen im Weltall

Experiment untersucht Immunsystem in Schwerelosigkeit

Manchmal landet die Gemeine Miesmuschel als „Muscheln nach rheinischer Art“ auf dem Teller oder wird in Belgien mit Pommes Frites serviert. Dass sie als Blutspender für Weltraumexperimente zum Einsatz kommen, ist eher selten.

Auf der Internationalen Raumstation ISS ist dies jetzt aber der Fall:

Miesmuscheln

Mit dem Experiment Triplelux-B untersuchen die Astronauten mit Muschelzellen, in welchem Ausmaß das Immunsystem in der Schwerelosigkeit nachlässt.

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) bereitete das Experiment der TU Berlin mit vor und führt es aus dem DLR-Kontrollraum in Köln durch. Dabei hätte ein defekter Rauchsensor auf der ISS beinahe dafür gesorgt, dass das Haltbarkeitsdatum der tiefgefrorenen Muschelzellen abgelaufen wäre.

Vom Sylter Watt auf die Internationale Raumstation

Dr. Sonja Brungs vom DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin ist im September 2014 durch das Sylter Watt gestapft, um die richtigen Probanden für den Weltraumflug auszuwählen. Die Miesmuscheln dort sind leicht zugänglich und nicht extrem mit Schadstoffen belastet.

„Die Muscheln mussten einen Aderlass über sich ergehen lassen und durften dann wieder ins Wasser zurück“, erläutert die Wissenschaftlerin, die das Team der TU Berlin unterstützte. Noch vor Ort wurden aus dem Muschelblut die Fresszellen der Muscheln – die Hämozyten – isoliert und auf ihre Vitalität und ihre Brauchbarkeit für das Experiment im Weltall untersucht. Nur die besten wurden eingefroren und starteten im Januar 2015 zur Internationalen Raumstation ISS.

In der Schwerelosigkeit stellen sie nun ihr Immunsystem unter Beweis und geben den Forschern Aufschluss darüber, in welchem Ausmaß sich die fehlende Schwerkraft auswirkt.

Doch zuvor sorgte ein defekter Rauchsensor im Biolab des Forschungsmoduls Columbus mit falschen Messwerten dafür, dass die Muschelzellen ein wenig länger als geplant in ihrem gefrorenen Zustand auf ihren Einsatz warteten. Erst nachdem Astronautin Samantha Cristoforetti den Sensor austauschte, durfte Triplelux-B am Donnerstag, 19. März 2015, starten – rechtzeitig bevor die vorbereiteten Proben in ihrer Qualität nachlassen.

Als erstes wurden die irdischen „Probanden“ aus ihrem Gefrierschrank genommen, damit die Fresszellen im All auftauen konnten. 48 Stunden dauerte es, bis die Sylter Muschelzellen einsatzbereit waren. Dann fügte Astronautin Samantha Cristoforetti den Feind hinzu: Hefezellen sollen die Fresszellen dazu stimulieren, diesen Eindringling wie Bakterien oder andere Fremdpartikel zu vernichten und unschädlich zu machen.

Quelle und Fortsetzung des DLR-Berichtes hier: http://www.dlr.de/dlr/presse/desktopdefault.aspx/tabid-10172/213_read-13153/year-all/#/gallery/18990